(57)【要約】【課題】多数のオンオフ検出端１を広い面積に分散して設置し、それら検出端の状態信号を共通の電線９を使用して遠隔監視場所２に伝送してモニターする設備において、簡便で保守をあまり必要とせず、かつ低コストである信号伝送、モニター方法及び装置を提供する。【解決手段】検出端のオンオフ信号に検出端によって個々に異なる抵抗器を接続してラダー回路を構成し、ラダー回路の入力抵抗を測定して特定の抵抗値が計測された場合にその抵抗値を接続した検出端に変化を生じたことを特定する場合、ラダー回路に多数検出端が接続されると、オンオフ信号間の絶縁抵抗が影響して特定が困難になる。本発明は絶縁抵抗の影響を排除してラダー回路の抵抗測定によって検出端の状態変化を検知特定するものであって、オンオフ信号に並列に抵抗器を接続することにより絶縁抵抗の影響を軽減する方法と、トランスファー接点により、絶縁抵抗を短絡する方法がある。【選択図】図１
2007066122.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オン又はオフいずれかの２値状態をとる複数の検出端１の全てがオフである状態（状態１）から、それら検出端のうちの１がオンになった状態（状態２）への変化が発生した時に、該変化した検出端を遠隔監視場所において特定して検出する装置であって、
前記検出端１を構成する部分であるオン又はオフの２値信号を生ずるディジタル信号２の個々には抵抗値が既知である並列抵抗３を接続し、
前記ディジタル信号２と並列抵抗３により構成した並列回路の一方側は、個々の検出端毎に固有の値を有する抵抗値既知の直列抵抗４を経由して共通線７に接続し、該並列回路の他方は共通線８に接続してラダー回路９を構成し、
前記ラダー回路９の共通線７又は８のうち一方は電流計測手段２７を経由して定電圧源２６の一方の極に接続し、ラダー回路９の他の共通線は定電圧源２６の他方の極に接続し、
記憶手段１１には、複数検出端の１のみがオンで他の検出端がオフである状態（状態２）になった場合に電流計測手段２７により計測されるべき電流値を、該検出端に付した識別番号に対応させて記憶し、他の全ての検出端についても同様に前記した電流値を検出端識別番号―電流値対応データとして記憶手段１１に記憶させ、
常時又は周期的に前記電流計測手段２７により電流を計測し、前記計測した電流値と前記記憶手段１１に記憶した電流値に合致するものが存在するかを比較手段１２により判定し、合致するものが存在するとき、その値に対応する識別番号を有する検出端がオンとなって状態１から状態２への状態変化を生じたことを特定して検知する装置（図1参照。但し２点鎖線で描かれた部分は除外）。
【請求項２】
請求項１に記載したラダー回路９において、入力抵抗演算手段１０によりラダー回路９の端子A、B間の入力抵抗を計測できるように構成し、
記憶手段１１には、複数検出端の１のみがオンで他の検出端がオフである状態（状態２）になった場合に入力抵抗演算手段１０より出力されるべき入力抵抗値を、該検出端に付した識別番号と対応させて記憶し、他の全ての検出端についても同様に前記した入力抵抗値を検出端番号―入力抵抗値対応データとして記憶手段１１に記憶させ、
常時又は周期的に前記入力抵抗演算手段１０を利用してA、B間の入力抵抗値を計測して、記憶手段１１に記憶した入力抵抗値に合致するかどうかを比較手段１２により判定し、合致するものが存在するとき、その値に対応する識別番号を有する検出端がオンとなって状態１から状態２への状態変化を生じたことを特定して検知することを特徴とする請求項１に記載の装置（図1参照。同図中の２点鎖線で表現した部分も含む）。
【請求項３】
請求項１に記載したラダー回路９において、記憶手段１３を設けて、全ての検出端１がオフである状態（状態１）において入力抵抗演算手段１０から出力されるべき端子A、B間の入力抵抗を基準抵抗値として記憶し、
記憶手段１１には、複数検出端の１のみがオンであって他の検出端はオフである状態（状態２）において入力抵抗演算手段１０から出力されるべき端子A、B間の入力抵抗値と前記記憶手段１３に記憶された基準抵抗値との比を、該検出端に付した識別番号と対応して記憶し、さらに他の全ての検出端についても同様に前記した比を検出端識別番号と対応させたデータとして記憶手段１１に記憶し、
常時又は周期的にラダー回路９のA、B端子間の入力抵抗を入力抵抗演算手段１０により計測し、該計測した入力抵抗値と前記記憶手段１３に記憶された基準抵抗値との比の値を計算し、該計算した比の値を、前記した検出端番号に対応して記憶手段１１に記憶された比の値を比較手段１２によって比較し、合致するものが存在する時、合致した値に対応する識別番号を有する検出端がオンとなって状態１から状態２への変化が生じたことを特定し検知することを特徴とする請求項１に記載の装置（図２a参照）。
【請求項４】
請求項１に記載したラダー回路９において、共通線７又は８の一方は電流計測手段２７を経由して定電圧電源２６の一方の極に接続し、共通線の他方を定電圧源２６の他方の極に接続した構成とし、
記憶手段１３を設けて全ての検出端１がオフである状態（状態１）において電流計測手段２７により計測されるべき電流値を基準電流値として記憶し、
記憶手段１１を設けて、複数検出端の１のみがオンであって他の検出端はオフである状態（状態２）において電流検出手段２７から出力されるべき電流値と前記記憶手段１３に記憶された基準電流値との比を、該検出端に付した識別番号と対応して記憶し、さらに他の全ての検出端についても同様に前記した比を検出端識別番号と対応させたデータとして記憶手段１１に記憶し、
常時又は周期的に電流計計測手段２７による電流計測値を求め、該計測した電流値と前記記憶手段１３に記憶された基準電流値との比の値を計算し、該計算した比の値を、前記した検出端番号に対応して記憶手段１１に記憶された比の値を比較手段１２によって比較し、合致するものが存在する時、合致した値に対応する識別番号を有する検出端がオンとなって状態１から状態２への変化が生じたことを特定し検知することを特徴とする請求項１に記載の装置（図２ｂ参照）。
【請求項５】
請求項３に記載した入力抵抗演算手段１０により、常時又は周期的に請求項１に記載したラダー回路９のA、B間の入力抵抗の計測を行う都度、最新の入力抵抗計測値と記憶手段１３に記憶された基準抵抗の抵抗値を比較し、両者の変化率が規定値より小さい場合には、前記最新の入力抵抗計測値を記憶手段１３に既に記憶されていた値と置換して記憶して新たな基準抵抗値とし、
前述の両者の変化率が規定値より大きい時は、記憶手段１３に記憶されてあった基準抵抗値の置換を行わず基準値の記憶を保持することを特徴とする、請求項３に記載の装置（図３参照）。
【請求項６】
請求項４に記載した電流計測手段２７により、常時又は周期的に請求項１に記載したラダー回路９の入力電流の計測を行う都度、最新の電流計測値と記憶手段１３に記憶された基準電流の値を比較し、両者の変化率が規定値より小さい場合には、前記最新の電流計測値を記憶手段１３に既に記憶されていた値と置換して記憶して新たな基準電流値とし、
前述の両者の変化率が規定値より大きい時は、記憶手段１３に記憶されてあった基準電流値の置換を行わず基準値の記憶を保持することを特徴とする、請求項４に記載の装置（図４参照）。
【請求項７】
第１及び第２の２値状態を有する複数の検出端１について、全ての前記検出端が第１状態にある状況から、そのうちの１のみが第２状態に変化したことを検知しかつ、状態変化を生じた検出端を特定する装置であって、
前記検出端は第１状態では接点c、b間がオンかつ接点c、a間がオフであり、逆に第２状態ではｃ，ｂ間がオフかつc、a間がオンとなる接点信号２１を有し、
接点信号２１の接点ｃは前記検出端の各々ついてそれぞれ異なる抵抗値を有する抵抗器２２を経由して共通線２３に並列接続し、共通線２３はさらに電圧源２６の一方の極に接続され、
前記検出端が第１状態にあるときにオフである接点信号２１のa接点は複数の検出端の全てについて共通線２４に並列接続され、電流計測手段２７を経由して電源装置２６の極であって共通線２３が接続されたとは反対の極に接続され、
前記検出端が第１状態にあるときにオンである接点信号２１のb接点は複数の検出端の全てについて共通線２５に並列接続され、共通線２５はさらに電源装置２６の極であって共通線２４と同一の極に接続され、
記憶装置１１は、前記検出端の１が第２状態にあり、他の検出端が第１状態にある条件で電流計測手段２７により共通線２４を流れるべき電流を、該検出端に付した識別番号との対応で記憶するよう構成し、他の検出端についても前記と同様に検出端識別番号と前記電流値の対応データを記憶手段１１に記憶し、
電流計測手段２７による常時又は周期的な電流計測値と前記記憶手段１１に記憶した電流値のデータとを比較手段１２により比較し、記憶手段１１の電流データの中に該計測された電流値と合致するものが発見された場合にはその電流データに対応する検出端に第１状態から第２状態への変化が生じたことを特定し検知し伝送する複数検出端の状態検知伝送装置（図５を参照）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数箇所に設置したオンオフ信号を発生する検出端の状態の監視をおこない、検出端の状態変化を検知する装置に関連し、特に複数検出端と遠隔監視場所の間を接続する電線数を減少させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のオンオフ検出端、すなわち検出対象がとるべき状態を２種類に限定し、第一の状態（第１状態と呼ぶ）と第二の状態（第２状態と呼ぶ）を内蔵するディジタル信号のオン又はオフの信号として出力する検出端、例えば漏水検出スイッチ、温度スイッチ等の状態を監視し、状態変化を生じた特定の検出端を検知し遠隔監視場所に伝送し、必要により警報あるいは表示を行う装置に関する発明である。設置する検出端の数が多く、また遠隔監視場所から遠い場所に設置しなければならない場合には、複数の検出端と遠隔監視場所を接続する電線量が膨大になる。典型的な例としては、水密構造のタンクを多数結合して海上に浮かべ、土砂埋め立てにかわる人工地盤を形成し、空港などの建設を行う工法（以下メガフロート工法と呼ぶ）があり、本工法により空港建設を行う場合には長さ３００m、幅６０m程度の箱状の水密構造物（メガフロートユニットと呼ぶ）を２００個程度繋いで４０００mの滑走路を構成することになる。さらに各ユニット下部は100区画程度に仕切られている。かかる工法による空港の安全性確保には各区画の漏水検出が重要であり、遠隔監視場所において、どの区画に漏水が発生したかを検知、表示する装置が必須である。このような巨大構造物の建造にあたっては、個々の区画に設置された検出端と遠隔監視場所を接続する膨大な数量の電線を削減することが、建設費用と運用中の保守費用に大きい影響を及ぼす。さらに、多数設置される検出端自体も出来る限り簡易な構造、構成のものであり、信頼性が高く、保守作業節減が可能なものであり、かつ低コストであることも前記と同様の理由により重要である。
【０００３】
多数のディジタル検出端を分散して設置し、それらの状態変化の発生しを検知し、状態変化を生じた検出端の特定を遠隔監視場所で行う他の用途としては、コンテナ船における冷凍コンテナの温度上昇監視がある。この種船舶は全長が３００メートル、監視を必要とするコンテナ数も数百個以上となる場合もあり、更に限定された配線スペースしかない船舶において個々の冷凍コンテナに設置した温度検出端と遠隔監視場所（通常は船尾部に位置する船橋に設置される）の間の接続電線量減少の必要性は大きい。
【０００４】
複数の検出端と遠隔監視場所とを接続する電線量を減少させる技術としては共通の伝送線を使用した多重伝送技術が実用化されている。検出端設置場所近くにリモート伝送ユニットを設置して信号を多重化あるいは、時分割化し、共通の伝送線で遠隔監視場所の受信ユニットに伝送するものであり、伝送線の電線量減少が図られる。しかし、メガフロートによる空港滑走路あるいはコンテナ船等の環境は波浪、海水侵食等苛酷、劣悪であり、また点検保守の機会も限定されていることから、多重伝送と比べさらに簡単、堅固で、コストの安い方法が求められていた。
【０００５】
前記した多重伝送以外に、共通の伝送線により複数のディジタル検出端の状態を遠隔監視場所へ伝送する方法として特許文献１に掲げた考案によって開示された技術がある。本考案は図７に示す回路構成を有し、検出端１の内部のディジタル信号２（通常はＯＦＦであるとする）と、それぞれの検出端毎に異なる抵抗４を直列接続し、更に該直列接続回路を全検出端について並列接続してラダー回路を構成し、該ラダー回路の両端A,Bを定電圧源２６に接続した構成である。図７では監視対象検出端がｎ個であるとする。遠隔監視場所において定電圧源２６から前記ディジタル信号２と抵抗器４の直列接続回路に流れる電流Ｉｆを電流計測手段２７によって監視する。いずれか１つの検出端１のディジタル信号２が閉（ＯＮ）になった時、抵抗器４の値で決まる電流としてＩｆが計測されるので、該検出端に異常が発生したことを検知できる。あるいは図７のラダー回路の両端A,B間の抵抗変化の計測によっても同様の機能が実現される可能性がある。
【０００６】
特許文献１に開示された技術は構成が簡単であり、前記した空港建設工事などにおける使用に適し、伝送線電線量の減少にも役立つ。しかし、検出端内部のディジタル信号２や伝送線間の絶縁抵抗の大きさによって検出端の状態検知が困難な場合があり、実際の適用上制約がある。すなわち、図７の回路構成では、ディジタル信号２が開（ＯＦＦ）の時は、絶縁抵抗Ｒｄ（図７において２点鎖線で表示）が接続されていると考えなければならない。ディジタル信号２の個々については絶縁抵抗Ｒｄの影響は小さいとしても、多数の検出端１が並列接続されるので電流計測手段２７による計測値に大きい誤差を生ずることになる。接点間における絶縁抵抗Rdの影響により該並列接続回路全体に流れる電流値Ｉｆが変動し、同一検出端の接点信号の閉（ＯＮ）に対して異なる電流値を示すことになる。つまり、いずれの検出端の接点信号が閉（ＯＮ）になったかを特定できない場合がある。
【０００７】
一例として、図７において検出端１を１０個並列接続した回路を想定し、検出端のそれぞれについて順次に１KΩ、２KΩ、６KΩ、１０KΩ、１５KΩ、２１KΩ、２７KΩ、３４KΩ、４０KΩ、及び５０KΩの抵抗値を有する抵抗器４を選択適用する。そして、絶縁抵抗Rdを７００KΩ、１０００KΩ及び１５００KΩの３種類に変化させた場合について、検出端１が全て第１状態（ディジタル信号２が全てOFFの状態）にあるときのラダー回路のA、B端子間の抵抗に対する、いずれか１の検出端が第２状態（ディジタル信号２のいずれかがONである場合）になった場合のA、B間の抵抗の比を縦軸に、検出端識別番号を横軸し、絶縁抵抗をパラメータにとって描いたグラフを図８aに示す。図８aから明らかなように、絶縁抵抗Rdの変化により同一の検出端の第２状態への変化であっても前記した比の値が大きく変化することが理解できる。従って、図７を目的とする用途に使用するには絶縁抵抗を一定に保持する必要があるが、そのようなことは多数検出端を広大な範囲に設置された状況を対象とする場合には極めて困難なことである。なお、図７において抵抗器４の値を数１０Ω程度にすれば、絶縁抵抗の影響は減少するが、本発明の用途では、検出端と遠隔表示場所の間の距離が離れており、従って図７の回路における接続電線長が長い場合を想定しなければならず、それら電線自体の抵抗値が１００Ωを越える場合もあるので、抵抗器４の値を小さく選定すると図７に示すラダー回路の端子A、B間の抵抗値、すなわちラダー回路に流れる電流値Ifにも大きく影響する。従って検出端のディジタル信号に直列に接続する抵抗４の値は前記電線抵抗と比較して十分に大きいことが必要であり、上記の如く１KΩ、２ｋΩ等の値を選択した。なお図８aはラダー回路の入力抵抗について、全ての検出端が第１状態の場合と、それら検出端のいづれか１が第２状態に変化した場合の比の値を示すが、ラダー回路を流れる電流値Ifについても絶縁抵抗の影響は同様に生ずる。従って図７に示す装置の適用範囲はディジタル信号接点間絶縁抵抗があまり変化しない場合にのみ使用可能である。
【０００８】
特許文献２に開示された技術を図９の回路で示す。図９において検出端の接点信号の開閉状態を２進ディジタル信号のビット状態とみなし、該２進ディジタル数とみなした接点信号状態を抵抗素子で構成したＤＡ変換手段（ディジタルアナログ変換手段）４０でアナログ信号に変換した後、該アナログ信号を遠隔監視場所へ伝送し、遠隔監視場所において再度ＡＤ変換手段４１により２進数に再度変換し、そのビット状態を判定して検出端の状態を検出するものである。図９においてＲは適宜の抵抗値を有する基準抵抗であり、２Ｒは前記Ｒの２倍の抵抗値を有する抵抗を示す。
【０００９】
図９において、検出端のオンオフ状態を表す２進数をＤＡ変換した結果のアナログ出力電圧Ｖｏｕｔは下記式１のように表される。但し基準電圧の電圧Ｖｒｅｆは１（Ｖｏｌｔ）とする。
式１
Vout=(1/2)・X0＋(1/2)2・X1＋(1/2)3・X2＋----+(1/2)n・Xn
式１から明らかなとおり、ＤＡ変換後の出力電圧Ｖｏｕｔは検知対象の検出端個数により基準電圧Ｖｒｅｆの１／２から（１／２）ｎ（ｎは検出端個数）の間を変化する。例えば１０個の検出端の検知を行う場合でも、基準電圧の０．５から０．００１の範囲にまたがるＤＡ変換及びＡＤ変換を正確に行う装置が必要である。結局図９に示す回路１組により検知できる検出端の数はＤＡ変換およびＤＡ変換の精度に依存することになり、実用上は多くの検出端の状態検知には困難がある。
【特許文献１】実開平０６−４１２９２公報
【特許文献２】特開０４―１７１５９９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
複数のオンオフ検出端の状態を遠隔監視場所で検知、表示する方法および装置について、検出端と遠隔監視場所の間の接続電線量を少なくでき、かつ検出端設置場所に電子機器回路を使用しない簡便な回路でありながら検出端内のディジタル信号間や伝送電線間の絶縁抵抗Rdの影響を受け難い安定した検知が可能な装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
図７に示す検出端内蔵のディジタル信号２がOFFであるときの該信号の両端の間の絶縁抵抗は数百KΩから数千KΩの範囲で不定の値をとることが多いが、保守によってそれを特定の値に保持することは実用上困難である。そしてそのような絶縁抵抗の変動の存在のもとで、それからの影響を少なくする手段を講ずることが本発明の主眼である。その一つの方法はディジタル信号２の両端子間で想定される絶縁抵抗に比べて十分に小さい抵抗器をディジタル信号２に常時平列接続し、結果としてディジタル信号がOFFである時の実効的絶縁抵抗の変動を減少させることである。図１ないし図４における並列抵抗器３はその目的であって、例えば並列抵抗器３を４０KΩとし、絶縁抵抗を７００ｋΩ、１０００KΩ、１５００KΩとした場合、並列抵抗３（４０KΩ）とそれら絶縁抵抗のいずれかを並列接続した場合の等価的抵抗は３７〜３８KΩ程度となり絶縁抵抗の影響を軽減できる。しかも、検出端と遠隔監視場所の間を接続する電線本数は２本で良く、使用電線数量の低減に大きい効果がある。
【００１２】
図１に示めすラダー回路９において、複数の検出端の全てが第１状態である場合を状態１にあるとし、複数の検出端のうち一個だけが第２状態であって、他の検出端が第１状態である場合を状態２にあると呼ぶ。監視対象とする複数検出端１のなかの１が第２状態にあり、他がすべて第１状態にある（すなわちラダー回路９が状態２にある）ときに前記ラダー回路９の共通線の一方に挿入した電流計測手段２７で計測した電流値か、同様の状態に対して電流計測手段２７で計測されるべき計算値をあらかじめ求めて、第２状態となる１の検出端の識別番号と該電流値を対応させたデータを記憶手段１１に記憶しておく。そして、検出端の状態を監視する場合には常時又は周期的に電流計測手段２７から得た計測値を、記憶手段１１に記憶した電流値と比較手段１２により比較し、合致するデータも持つ検出端が状態２に変化したものと特定することにより目的の機能を達成できる。ここで比較手段１２により記憶手段１１に記憶した電流値と電流計測手段２７により計測した電流値が合致するとは、ラダー回路９を構成する抵抗器の誤差、検出端と遠隔監視場所間を接続する電線の抵抗、計測手段の誤差等をに起因する計測電流値の誤差を考慮した幅の範囲での合致を言う。以下において合致という場合は同様である。
【００１３】
図１の２点鎖線で表された回路は、電流計測手段２７による電流値と検出端を対応させることに代えて、ラダー回路９のA、B間入力抵抗を電流計測手段２７、電圧源２６の電圧値から入力抵抗演算手段１０により得て、該入力抵抗と状態２に変化した検出端を対応させて記憶手段１１に記憶することも可能である。この場合は常時、又は周期的に電流計測、電圧源の電圧値計測を行い演算手段１０で入力抵抗に演算し、記憶手段１１のデータとの比較照合で状態２に変化した検出端を特定する。
【００１４】
図１に示したラダー回路９による状態２への変化と第２状態に変化した検出端の特定方法は、絶縁抵抗（図７のRd）が大きく変動する場合には精度が低下する。また検出端が多数である場合にもラダー回路９の並列回路が増加し、結果として絶縁抵抗の影響が増し、第２状態への変化を生じた検出端の特定が困難になる。そこでこのような場合にもラダー回路９にもとずく検知方法を適用するためには以下に説明する方法を採用する必要がある。
例えば図２aのラダー回路９においてディジタル信号がOFFであるときの絶縁抵抗が７００KΩ、１０００KΩおよび１５００KΩと変化した場合を想定し、全検出端が第１状態である場合（ラダー回路が状態１にある）の端子A、B間の入力抵抗を記号R0とする。個別の検出端に（１），（２），（３）--（i）--（ｎ）の識別番号を付し、検出端番号（１）、（２）---（i）---（n）のそれぞれ一個のみが第２状態２に変化し他は第１状態である場合（ラダー回路９は状態２に変化）について、A、B間の入力抵抗値をR(１)、R(2)---R(i)---R(n)とし比の値R(1)／R(0)、R(２)／R(0)---R(i)／R(0)---R(n)／R(0)を縦軸に、検出端番号を横軸に、絶縁抵抗をパラメータとしてグラフに表したものを図８ｂに示す。但し図８ｂは検出端の数を８個とし（n＝１０）、図２aに示めす直列抵抗４の個々の値（R1、R2、R2,----R10の値）順次に１KΩ、２KΩ、６KΩ、１０KΩ、１５KΩ、２１KΩ、２７KΩ、３４KΩ、４０KΩ、及び５０KΩとし、並列抵抗３を４５KΩとして計算したものである。図８ｂから、絶縁抵抗の変動に関わらず同一の検出端についての前記入力抵抗の比の変化が殆どないことが分かる。図８ｂの縦軸は入力抵抗の比の値であるが、この比の値をラダー回路９が状態１である場合において図２aに図示した電流計測手段２７による電流計測値（図２aに於ける各種抵抗の値が既知であれば電流計測手段２７のより計測されるべき電流値の計算値でも良い）に対する、個々の検出端が一個づつ第２状態に変化した場合の電流計測手段２７による計測値との比に置き換えて同様にプロットしても類似の関係が得られるので第２状態に変化した検出端の特定に利用できる。
【００１５】
図８ｂに示された検出端―抵抗値比の値の対応データ（前述の検出端―電流の比の値でもよい）を記憶手段１１にメモリする。そして実際の検知を行う場合は、全検出端が第１状態（ラダー回路９が状態１）の時の入力抵抗計測値を基準値とし、監視中に計測した実際の入力抵抗との比の値を計算して、記憶手段１１のデータと比較すれば、状態１から状態２に変化した検出端の特定が可能である。ただし、図８ｂに示めす前記入力抵抗の比の値は、絶縁抵抗値により若干変化するので、それぞれの検出端を特定する比較手段１２の設定値としては、中心値の前後に比の値の変動をカバーする幅を設定ことが必要である。図８ｂのデータは実際の計測値から作成してもよいが、諸データ、例えば伝送電線抵抗値、絶縁抵抗変動範囲等が既知の場合は計算値により作成することも可能である。  
検出端―電流値、検出端―電流の比の値、検出端―入力抵抗、検出端―入力抵抗の比の値のいずれのデータを記憶装置に記憶して使用する場合でも、比較手段１２には前述の幅を設定しておくことが必要である。
【００１６】
絶縁抵抗の影響を軽減する他の方法は、図５に示すものであって、通常はトランスファー型接点信号２１の接点a、b間がONとなり、絶縁抵抗を短絡する。そして検出端の状態が変化した時は接点c、a間を通じて検出端毎に特有の抵抗値の抵抗器２２を経由して電流を流すよう構成したものであり、接点間の絶縁抵抗に全く影響されないで状態変化した検出端を特定し検知できる。しかも、検出端と遠隔監視場所の間を接続する電線本数は３本で良く、使用電線数量の低減に大きい効果がある。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は多数のオンオフ検出端の状態変化を遠隔監視場所で検知、表示する極めて簡便、安価な装置を実現するものであり、長期の使用による回路の絶縁抵抗変化に対しても安定に動作し、併せて検出端と遠隔監視場所間を接続する電線を減少させるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図６は本発明の請求項７をメガフロートユニットで構成する施設に適用する形態である。図６において５０は水密の区画であって、個々の区画の漏水検出の目的で漏水検出器５１が設置される。メガフロートユニットの区画５３に漏水が発生して海水が浸入した時は、漏水検出器５１のトランスファー接点５２が切り替わる。漏水検出器５１内蔵のトランスファー接点５２は通常はｂ接点が閉（ＯＮ）であり、ａ接点は開（ＯＦＦ）である。漏水時は逆にａ接点閉（ＯＮ）、ｂ接点開（ＯＦＦ）となる。
【００１９】
個々の漏水検出器５１の電線接続用端子箱５３内には可変抵抗５２ａが配置されており、本発明に関わる検出端状態検出装置に接続される漏水検出器５１の個数等の条件により、可変抵抗５２ａを個々に設定できるようにする。可変抵抗５２ａの使用により、漏水検出器５１ごとに予め異なる抵抗値の抵抗を組み込んでおく手間が省ける。なお、前記電線接続用端子箱は漏水検出器５１に付属するものでも、それらと別置きの箱であっても、その中に抵抗器５３ａを組み込むことができるものであれば良い。
【００２０】
遠隔監視場所４４には本検出装置の電源、コンピュータ等を含むモニターユニット５５が設置されて、同ユニットと漏水検出器５１との間は３本の電線５６のみで接続される。そして全体として図５に示す回路と等価な構成をなす。モニターユニット５５は記憶手段１１、比較手段１２その他警報表示装置等の機能を有するコンピュータ装置又は類似の機器とする。
【実施例１】
【００２１】
図１は請求項１に記載した発明は前記した並列抵抗３の効果をそのまま利用した構成であって、検出端個数が少ない場合や、絶縁抵抗管理が容易な適用例には利用できる。
図１において、検出端１内に組み込まれたディジタル信号２の動作は、検出端１のとるべき二つの状態のうちの第１状態にあるときには該ディジタル信号２はOFFとなり、第２状態の時はON信号を発するものである。該ディジタル信号には並列に抵抗器３が接続され、そのようなディジタル信号２と抵抗器３の並列接続に対して、さらに直列に抵抗器４が接続される。これらディジタル信号と抵抗器の並列、直列接続回路は検出端１の数に相当して用意されるとともに、それら回路は２本の共通線７，８に並列接続されてラダー回路９を構成する。なお、並列接続する抵抗器３はディジタル信号がOFF状態のときに想定される絶縁抵抗と比較して小さいことが望ましいが、一方本発明装置が適用させる場合の検出端と遠隔監視場所間または検出端同士を接続する電線の抵抗に対しては十分（１０倍以上）大きい必要がある。直列抵抗４は検出端毎に相違した値であって、A,、B間の入力抵抗値又は電流計測手段２７による計測値が接続電線の抵抗や抵抗器４の誤差によって他の検出端と混同されない程度に違う値である必要がある。前述の抵抗器３、抵抗器４の選定の観点は全ての実施例について共通である。
【００２２】
請求項１に記載した発明はラダー回路９の端部回路に挿入した電流計測手段２７による計測値又は抵抗器３，４の値や絶縁抵抗Rdや接続電線の抵抗等が事前に明らかである場合にはあらかじめ計算で検出端の識別番号に対応する状態変化時電流値のデータを作成し記憶装置１１に保持しておき、電流計測手段２７の実計測電流値が前記データに記憶された電流値に合致する場合（比較手段１２による）合致した電流値に対応する検出端に状態変化が生じたことを特定する。請求項２では、電流値の比較に代えてラダー回路９のA、B間の抵抗の変化を監視するものである。電流計測手段２７、電圧源２６の電圧値（電圧値計測手段は図示せず）により、入力抵抗演算手段１０によりA、B間入力抵抗を得る。記憶手段１１には、請求項１が検出端番号―電流値対応データであったが、請求項２では検出端番号―A、B間入力抵抗値のデータになっている。請求項１と請求項２に機能に大きい差はないが、請求項１では電流計測値を使用するので、電圧源２６が一定の電圧に保持できることが必要である。請求項２では電圧源２６の電圧の正確さを要求しない。
【実施例２】
【００２３】
請求項３及び請求項４に記載した発明に対応する実施例である。
請求項３に対応する図２aのラダー回路９において全ての検出端が第１状態である場合のA、B間の入力抵抗と、検出端１のうちの１個のみを第２状態に変化させた場合のA、B間の入力抵抗の比の値を縦軸に、検出端番号を横軸にプロットしたデータ又はそれと等価のデータを記憶手段１１に記憶し、一方全検出端１の全部が第１状態である時のA、B間入力抵抗を基準抵抗の記憶手段１３に記憶しておく。常時又は周期的な電流計測手段２７の電流計測値と電圧源２６の電圧値から入力抵抗演算手段１０によりA、B間の入力抵抗を得て、該得た入力抵抗値と記憶手段１３に記憶した入力抵抗基準値の比を演算する。該演算値と記憶手段１１の記憶したデータから入力抵抗の比の値の等しいものの存在を比較手段１２で検索し、合致する場合は、その入力抵抗の比の値に相当する検出端を第２状態に変化したと特定する。前記入力抵抗の比の値は、絶縁抵抗値により若干変化するので、それぞれの検出端を特定する比較手段１２の設定値としては、中心値の前後に比の値の変動をカバーする余裕を設定ことが必要である。検出端番号―入力抵抗の比の値のデータは実際の計測値から作成してもよいが、諸データ、例えば伝送電線抵抗値、絶縁抵抗変動範囲等が既知の場合は計算値により作成することも可能である。
【００２４】
さらに図２ｂは請求項４に対応する回路を示すものである。請求項３が検出端番号―入力抵抗の比の値のデータを記憶手段１１に記憶したのに対し、請求項４では検出端番号―電流値の比の値のデータを記憶させる。電流計測は電流計測手段２７によるが、電圧源+２６は定電圧源であることを必要とする。また、記憶手段１３には、全検出端が第１状態であるときの電流値を基準電流値として記憶する。常時もしくは周期的に電流計測手段２７で電流を計算し、記憶手段１３に記憶した電流値との比を計算し、記憶手段１１のデータと照合して電流値の比の値が合致する検出端に状態２への変化が生じたと特定する。なお、計算データが整っている場合には、記憶手段１１、同１３の記憶データは計算によって求めうる。
【実施例３】
【００２５】
全検出端が第１状態であるとしてもラダー回路９の端子A、B間の入力抵抗が絶縁抵抗の変化により経時的に変化することは避けられない。絶縁抵抗が環境などの影響で低下することが多いためである。ところで、全検出端が第１状態である時のA、B間入力抵抗値が変化すると、同一の検出端が第２状態に変化した時の入力抵抗値との比もわずかではあるが変化するので検知精度が低下する可能性がある。そこで計測した入力抵抗との比を取る基準である基準抵抗の記憶装置１３に記憶した値は、更新することが望ましい。その方法は図３に示すものである。すなわち絶縁抵抗の変化は非常に緩慢であるから、その結果としてのA、B間入力抵抗の変化も緩慢である。それに対して検出端の状態変化に起因する入力抵抗の変化は急激である。そこで入力抵抗の周期的計測を行い、既に記憶手段１３に記憶してある基準抵抗のデータからの変化量を計算する。該変化量計算結果が緩慢な入力抵抗変化とされた場合には絶縁抵抗の変化が生じているものとして、最近に取得した入力抵抗値で以前の基準抵抗値を置換し新たな基準抵抗値として記憶手段１３に記憶する。この場合に緩慢な変化とは例えば1時間あたりの変化が１０Ω程度以下であることを言う。急激な変化とは、ディジタル信号がスナップアクションで変化する場合であるから1秒以内に１KΩ以上の程度の変化が生ずるので区別できる。急激な入力抵抗の変化については基準抵抗の記憶手段１３のデータの更新は行わないで、最新の入力抵抗と、記憶手段１３が以前から保持している基準抵抗との比の値を計算する。他の機能は請求項３の説明である実施例２と同様である。本項における記載の機能は請求項５に対応する。
【００２６】
請求項６は図４に示めす発明であって、請求項４についての説明と同様な方法（００２４項記載参照）で電流検出を行い、記憶手段１３には全検出端が第１状態であるときの電流値を基準電流として記憶することによって請求項５において、入力抵抗値を基準抵抗値として記憶手段１３に記憶したことに相当する。図４に示す回路によると、常時又は周期的な電流検出（請求項４に対する説明―００２４項と同様な方法による）により得た最新の電流値の記憶手段１３に記憶した基準電流値からの変化量を評価し、変化が緩慢であれば基準電流の更新のみを行い、変化が急激な場合には記憶手段１３に記憶されている基準電流との比の値を計算し、請求項４に記載した方法（００２４項に記載）により状態変化の生じた検出端を特定する。
【実施例４】
【００２７】
図５は請求項７に対応する構成を示めす。
図５において、２値の状態を有する複数の検出端１はトランスファー型接点信号２１を内蔵し、該検出端１の第１状態においては該ディジタル信号２１のc、b間でONでありc、a間でOFFとなり、逆に第２状態ではｃ，ｂ間がOFFでありc、a間がONとなる機能を有する。全ての検出端が第１状態にある状況から、該検出端１のうちの１のみが第１状態から第２状態に変化したことを検知し、かつ、状態変化を生じた検出端を特定することが可能となるよう接点信号２１の共通接点ｃには検出端１各々について異なる値を有する抵抗器２２を接続する。そして該抵抗器２２のｃ接点との反接続側端子は複数の検出端１の全てについて共通線２３一括接続する。また、c,a接点を構成するa接点側は全て共通線２４に接続する。一方検出端１が状態１にある時にONであるｃ、ｂ接点のｂ接点側は共通線２５に接続する。従って検出端第１状態にある時はディジタル信号２１の接点間に存在する絶縁抵抗は完全に短絡されて影響しなくなる。
【００２８】
前記共通線２３は定電源装置２６の一方の極に接続し、共通線２４は該線を流れる電流を検知する手段２７を経由して電源装置２６の反対側極に接続させる。共通線２５は抵抗器２８を経由して電源装置２６の共通線２３接続側とは反対極に接続される。抵抗器２８は定電圧源２６から流出する電流値の限定の為であり、定電圧源に電流リミット機能があれば、抵抗器２８は０Ω（あるいは短絡状態）とすることも可能である。
【００２９】
検出端１が全て第１状態にある場合は共通線２４には電流は検出されない。検出端１のうちの１が状態変化して、第２状態に切り替わると該検出端内臓のディジタル信号はｃ、a間でONとなりその検出端特有の値を持つ抵抗器２２を含む回路を作り、その回路に流れる電流値を電流検知手段２７によって検知する。このように検知した電流値と、あらかじめ特定の検出端の１個に状態変化した時に流れる電流値のデータとして記憶手段１１に記憶した電流値を相互に比較して状態変化を生じた検出端を特定し検知するものである。
なお、抵抗器２２はｃ接点と共通線２３の間に挿入することは必須ではなく、a接点と共通線２４の側に挿入するでも同じ機能を果たす。
【００３０】
図５において、複数の検出端１の何れかが第２状態に変化した時に共通線２４を経由して流れる電流値として予め計算した電流値又は実際に計測した値を記憶手段１１にメモリし、電流検出手段２７により実際に共通線２４に流れた電流値と前記記憶手段１１のメモリ値を比較手段１２で比較して、該計測した電流値がメモリ値と等しい時に、そのメモリ値に対応する検出端に状態変化を生じたことを自動的に特定するように配置するものである。抵抗器２２の値、接続電線の抵抗値、電圧源２６の電圧値が十分正確なデータとして事前に確認されている場合には検出端に対応する状態変化時の電流値データをあらかじめ計算でもとめることは容易である。
【００３１】
図５に示すとおり、検出端１のディジタル信号２１は通常の場合は常にｂ接点が閉じて、共通線２５に接続されるから、接点間の絶縁抵抗の影響を避けることができる。従って、複数の検出端１のいずれに状態変化を生じたかを判定するには、ディジタル信号２１に直列接続した抵抗器２２として検出端各々に対して異なる抵抗値のものを使用すればよく、検知対象の検出端の数に格別な制限はなく、また、接点信号２１の絶縁抵抗の変化が検知機能に悪影響を及ぼすこともない。さらに、検出端１と遠隔監視場所間を接続する電線の本数は検出端の数に関係なく３本で良い。また、直列接続される抵抗２２の精度、定電圧源２６の電圧変動、電流検出手段２７の精度等は、検知対象検出端の状態変化が検出端相互間で識別できる程度であれば十分であり、例えば特許文献２におけるような高精度の抵抗や電源装置、ＡＤ変換手段等を必要としない。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
多数のオンオフ検出端を広大なエリアに分散して設置し、それら検出端の状態変化を遠隔監視場所においてモニター、表示する設備において、簡単な回路構成で、保守の手間がかからず、回路の絶縁抵抗の低下の影響が少なく、かつ低コストでありながら、検出端と遠隔監視場所間の電線を減少させる効果を有する発明である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明によるオンオフ検出端状態検知伝送装置の請求項１の機能を示す回路図である。
【図２ａ】本発明によるオンオフ検出端状態検知伝送装置の請求項３の機能を示す回路図である。
【図２ｂ】本発明によるオンオフ検出端状態検知伝送装置の請求項４の機能を示す回路図である。
【図３】本発明によるオンオフ検出端状態検知伝送装置の請求項５の機能を示す回路図である。
【図４】本発明によるオンオフ検出端状態検知伝送装置の請求項６の機能を示す回路図である。
【図５】本発明によるオンオフ検出端状態検知伝送装置の請求項７の機能を示す回路図である。
【図６】本発明によるオンオフ検出端状態検知装置の実際的用例を示す配置図である（実施例４）。
【図７】従来のオンオフ検出端状態を検知する方法の１例を示す回路図である。
【図８ａ】従来のオンオフ検出端状態検知装置の特性を示すグラフである。
【図８ｂ】本発明による検出端状態検知装置の特性を示すグラフである。
【図９】従来のオンオフ検出端状態を検知する方法の他の例を示す回路図である。
【符号の説明】
【００３４】
１    検出端
２    検出器内部ディジタル信号
３    並列抵抗器
４    抵抗器
９    ラダー回路
１０  入力抵抗演算手段
１１  記憶手段（検出端―入力抵抗値対応データ、検出端―電流対応データ、検出端―抵抗の比の値対応データ、又は検出端―電流の比の値対応データ記憶用）
１２比較手段
１３  記憶手段（基準抵抗又は基準電流記憶用）
２１  接点信号
２２  抵抗器
２６  電圧源
２７  電流計測手段
２８  抵抗器
４０  DA変換器
４１  AD変換器
４４  遠隔監視場所
５０  メガフロートユニットの区画
５１  漏水検出器
５２  トランスファー型ディジタル信号
５２a  可変抵抗器
５３  電線接続用端子箱
５５  モニターユニット
５６  電線
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図９】
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